Vorlesungsskript Physik IV - Walther MeiÃƒÂŸner Institut - Bayerische ...

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204 R. GROSS Kapitel 6: Übergänge zwischen EnergieniveausTemperatur (K)10 510 410 310 210 1 = 10 6 = 10 5 = 10 4 = 10 3 = 10² = 10 = 1 = 10 -210 010 8 10 9 10 10 10 11 10 12 10 13 10 14 10 15 10 16Frequenz (Hz) = 10 -10 = 10 -100Abbildung 6.2: Mittlere Photonenzahl 〈n〉 pro Mode des Strahlungsfeldes im thermischen Gleichgewichtals Funktion der Temperatur und der Frequenz. Der sichtbare Spektralbereich ist farbig hinterlegt.sichtbarer Spektralbereichüberwiegt (vergleiche hierzu auch die Diskussion zum Laser in Physik III)..c○Walther-Meißner-Institut
Abschnitt 6.2 PHYSIK IV 2056.2 Lebensdauer angeregter ZuständeWir haben in Abb. 6.1 die Prozesse skizziert, die zur Emission und Absorption von Licht führen. Wirmüssen uns zunächst ganz allgemein fragen, warum z.B. ein atomarer Zustand unter Abgabe eines Photonsin einen anderen Zustand übergeht. Wir haben ja gelernt, dass die in den letzten Kapitel betrachtetenquantenmechanischen Zustände mit wohldefinierter Energie E n in einem abgeschlossenen System stationärsind. Dies bedeutet, dass ein Atom, welches sich in einem angeregten Niveau E n befindet, für immerdort verbleiben sollte. 3 Experimentell zeigt sich aber, dass jedes atomare System mit einer charakteristischenLebensdauer in energetisch tiefer liegendere Zustände zerfällt, falls diese zugänglich sind. DiesesVerhalten ist darin begründet, dass kein physikalisches System als wirklich isoliert betrachtet werdenkann: Die Welt ist eine durch die Kraftfelder gekoppelte Einheit. 4 In Abwesenheit anderer Störungen(z.B. Elektronenstöße) ist die Kopplung an das Strahlungsfeld für die Emission und Absorption vonLicht durch atomare Systeme entscheidend. Für die spontane Emission sind hierbei Vakuumfluktuationenverantwortlich. 5Ist A ik die im vorigen Abschnitt definierte Wahrscheinlichkeit pro Zeiteinheit dafür, dass ein Atom imZustand E i unter Aussendung eines Photons der Energie ¯hω ik in den tieferen Zustand E k übergeht, so istdie Zahl der pro Zeitintervall dt in den Zustand E k übergehenden Atome gegeben durchdN i = −A ik N i dt . (6.2.1)Hierbei ist N i die Zahl der Atome im Zustand E i . Kann der Zustand E i in mehrere tiefere Endzuständeübergehen, so erhalten wirdN i = −A i N i dt (6.2.2)mit 6 A i = ∑n k −1 +l k∑ ∑ A n k,l k ,m kn k
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Physik IVAtome, Moleküle, Wärmest
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vi R. GROSS INHALTSVERZEICHNIS6 Üb
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x R. GROSS INHALTSVERZEICHNIS11.6.2
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xii R. GROSS INHALTSVERZEICHNISH.3
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xiv R. GROSS VORWORTBedeutung zu, d
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Kapitel 1Einführung in die Quanten
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Abschnitt 1.1 PHYSIK IV 5E kin = ¯
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Abschnitt 1.1 PHYSIK IV 7Klassische
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Abschnitt 1.1 PHYSIK IV 9der Elektr
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Abschnitt 1.2 PHYSIK IV 11Die Phase
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Abschnitt 1.2 PHYSIK IV 13folgt dan
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Abschnitt 1.2 PHYSIK IV 15Werner He
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Abschnitt 1.2 PHYSIK IV 17∆E ·
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Abschnitt 1.2 PHYSIK IV 19yv(0)klas
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Abschnitt 1.2 PHYSIK IV 21Ein Licht
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Abschnitt 1.3 PHYSIK IV 23Ψ(r,t) =
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Abschnitt 1.3 PHYSIK IV 25Erwin Sch
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Abschnitt 1.3 PHYSIK IV 27Max Born
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Abschnitt 1.3 PHYSIK IV 29∫+∞
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Abschnitt 1.3 PHYSIK IV 31wobei q i
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Abschnitt 1.3 PHYSIK IV 33Physikali
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Abschnitt 1.3 PHYSIK IV 35gilt, so
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Abschnitt 1.3 PHYSIK IV 37Matrixdar
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Abschnitt 1.3 PHYSIK IV 39Wir sehen
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Abschnitt 1.4 PHYSIK IV 411.4 Ununt
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Abschnitt 1.4 PHYSIK IV 43unpolaris
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Abschnitt 1.5 PHYSIK IV 451.5 Fermi
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Abschnitt 1.5 PHYSIK IV 47Teilchen
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Abschnitt 1.6 PHYSIK IV 49Φ(r,σ)
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Abschnitt 1.6 PHYSIK IV 51Fermionen
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Abschnitt 1.7 PHYSIK IV 532. Die ei
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Abschnitt 1.7 PHYSIK IV 55Zusammenf
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Kapitel 2Aufbau der AtomeAtome sind
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Abschnitt 2.2 PHYSIK IV 592.2 Exper
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Abschnitt 2.2 PHYSIK IV 61ist, wird
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Abschnitt 2.3 PHYSIK IV 632.3 Grö
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Abschnitt 2.3 PHYSIK IV 65Einen vie
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Abschnitt 2.3 PHYSIK IV 67senkrecht
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Abschnitt 2.4 PHYSIK IV 692.4 Die S
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Abschnitt 2.4 PHYSIK IV 71Ernest Ru
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Abschnitt 2.4 PHYSIK IV 73Ṅ A =
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Abschnitt 2.4 PHYSIK IV 75(a)y3.02.
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Abschnitt 2.4 PHYSIK IV 77aller ein
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Abschnitt 2.4 PHYSIK IV 79Zusammenf
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82 R. GROSS Kapitel 3: Das Einelekt
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97Identification of woolliness resp
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100 R. GROSS Kapitel 3: Das Einelek
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136 R. GROSS Kapitel 4: Das Wassers
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Seite 168 und 169: 154 R. GROSS Kapitel 4: Das Wassers
Seite 199 und 200: Kapitel 5Wasserstoffähnliche Syste
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Seite 203 und 204: Abschnitt 5.3 PHYSIK IV 189(a)(b)Ab
Seite 205 und 206: Abschnitt 5.4 PHYSIK IV 1915.4 Exot
Seite 207 und 208: Abschnitt 5.4 PHYSIK IV 193Abbildun
Seite 209 und 210: Abschnitt 5.4 PHYSIK IV 195HCPTanti
Seite 211: Abschnitt 5.6 PHYSIK IV 197Zusammen
Seite 214 und 215: 200 R. GROSS Kapitel 6: Übergänge
Seite 252 und 253: 238 R. GROSS Kapitel 7: Mehrelektro
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254 R. GROSS Kapitel 7: Mehrelektro
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282 R. GROSS Kapitel 8: Angeregte A
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Kapitel 9MoleküleMoleküle sind At
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Abschnitt 9.0 PHYSIK IV 315(a)(b)Ab
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Abschnitt 9.1 PHYSIK IV 317Die Schr
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Abschnitt 9.1 PHYSIK IV 319yϕASxBz
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Abschnitt 9.1 PHYSIK IV 321(a)ABlz(
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Abschnitt 9.1 PHYSIK IV 323Ψ(r,R)
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Abschnitt 9.1 PHYSIK IV 3256E - E 1
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Abschnitt 9.1 PHYSIK IV 327der Aust
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Abschnitt 9.2 PHYSIK IV 329Aus (9.2
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Abschnitt 9.2 PHYSIK IV 331Fritz Lo
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Abschnitt 9.2 PHYSIK IV 333R = 0.05
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Abschnitt 9.3 PHYSIK IV 3359.3 Elek
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Abschnitt 9.3 PHYSIK IV 3372p2π u
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Abschnitt 9.3 PHYSIK IV 3393 Σ −
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Abschnitt 9.4 PHYSIK IV 3419.4 Die
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Abschnitt 9.4 PHYSIK IV 343e -p A (
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Abschnitt 9.5 PHYSIK IV 3459.5 Die
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Abschnitt 9.5 PHYSIK IV 347Wir sehe
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Abschnitt 9.5 PHYSIK IV 349Das hei
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Abschnitt 9.5 PHYSIK IV 35121Morse
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Abschnitt 9.6 PHYSIK IV 3539.6 Hybr
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Abschnitt 9.6 PHYSIK IV 355(1s 2 )
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Abschnitt 9.6 PHYSIK IV 357Φ sp21=
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Abschnitt 9.6 PHYSIK IV 359Hybridty
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Abschnitt 9.6 PHYSIK IV 361Zusammen
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Teil IIWärmestatistik363
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366 R. GROSS Kapitel 9:Schließlich
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368 R. GROSS Kapitel 10: Grundlagen
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Kapitel 11Statistische Beschreibung
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Abschnitt 11.0 PHYSIK IV 403Zustän
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Abschnitt 11.1 PHYSIK IV 405654g(m)
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Abschnitt 11.1 PHYSIK IV 407gilt. D
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Abschnitt 11.2 PHYSIK IV 409Zelleni
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Abschnitt 11.2 PHYSIK IV 411Mikrozu
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Abschnitt 11.3 PHYSIK IV 413+ + + =
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Abschnitt 11.3 PHYSIK IV 415Mit die
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Abschnitt 11.3 PHYSIK IV 417Dabei b
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Abschnitt 11.3 PHYSIK IV 4191.00.8g
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Abschnitt 11.4 PHYSIK IV 42111.4 Gr
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Abschnitt 11.4 PHYSIK IV 423Abbildu
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Abschnitt 11.4 PHYSIK IV 425Zeitmit
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Abschnitt 11.5 PHYSIK IV 427Uns int
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Abschnitt 11.5 PHYSIK IV 429g 1(20,
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Abschnitt 11.5 PHYSIK IV 431Dabei h
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Abschnitt 11.6 PHYSIK IV 43311.6 En
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Abschnitt 11.6 PHYSIK IV 43511.6.2
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Abschnitt 11.6 PHYSIK IV 437Wir seh
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Abschnitt 11.6 PHYSIK IV 439hohes c
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Abschnitt 11.6 PHYSIK IV 441Mit die
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Abschnitt 11.8 PHYSIK IV 44311.8 Ma
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Abschnitt 11.8 PHYSIK IV 445Damit s
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Abschnitt 11.8 PHYSIK IV 447• Der
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Kapitel 12VerteilungsfunktionenWir
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Abschnitt 12.2 PHYSIK IV 453Reservo
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Abschnitt 12.2 PHYSIK IV 455Durch d
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Abschnitt 12.3 PHYSIK IV 45712.3 Zu
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Abschnitt 12.3 PHYSIK IV 459Beispie
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Abschnitt 12.3 PHYSIK IV 461Beispie
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Abschnitt 12.3 PHYSIK IV 463es kein
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Abschnitt 12.4 PHYSIK IV 465Hierbei
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Abschnitt 12.4 PHYSIK IV 467C V≡(
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Abschnitt 12.4 PHYSIK IV 471〈ε i
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Abschnitt 12.5 PHYSIK IV 473Die Kon
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Abschnitt 12.5 PHYSIK IV 475v yv+dv
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Abschnitt 12.5 PHYSIK IV 4770.0040.
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Abschnitt 12.5 PHYSIK IV 4791.00.8V
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Abschnitt 12.5 PHYSIK IV 481(v s )
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Abschnitt 12.5 PHYSIK IV 483Zusamme
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Abschnitt 12.5 PHYSIK IV 485• Die
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488 R. GROSS Kapitel 13: Quantensta
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Teil IIIAnhang531
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534 R. GROSS Anhang Abv 0ρα - Tei
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536 R. GROSS Anhang Abzw. zu⎛(⎝
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538 R. GROSS Anhang BBDifferentialo
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540 R. GROSS Anhang Bbilden. Wir k
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542 R. GROSS Anhang BDie Vektordiff
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544 R. GROSS Anhang CCDarstellung v
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546 R. GROSS Anhang DDVertauschungs
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548 R. GROSS Anhang EEEffektives Po
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550 R. GROSS Anhang Eda für die In
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552 R. GROSS Anhang E∆E B =∫d 3
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554 R. GROSS Anhang FI(R) === R 2
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556 R. GROSS Anhang Fwobei wir die
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558 R. GROSS LiteraturStatistik und
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560 R. GROSS SI-EinheitenIm Jahr 19
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562 R. GROSS SI-EinheitenFortsetzun
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564 R. GROSS SI-EinheitenH.4 Vorsä
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566 R. GROSS SI-EinheitenZeit, Freq
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568 R. GROSS SI-EinheitenElektromag
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570 R. GROSS Physikalische Konstant
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572 R. GROSS Physikalische Konstant
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